高中物理探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系试题

如图所示，水平转台高1.25 m，半径为0.2 m，可绕通过圆心处的竖直转轴转动．转台的同一半径上放有质量均为0.4 kg的小物块A、B(可看成质点)，A与转轴间距离为0.1 m，B位于转台边缘处，A、B间用长0.1 m的细线相连，A、B与水平转台间最大静摩擦力均为0.54 N，g取10 m/s².
(1)当转台的角速度达到多大时细线上出现张力？
(2)当转台的角速度达到多大时A物块开始滑动？
(3)若A物块恰好将要滑动时细线断开，此后转台保持匀速转动，求B物块落地瞬间A、B两物块间的水平距离．(不计空气阻力，计算时取π＝3

三个物体Ａ、Ｂ、Ｃ放在旋转圆台上，A的质量为2m，B和C的质量均为m ，A、B离转轴为R，C离转轴为2R，三个物体与旋转圆台摩擦因数均为，当圆台匀速旋转时A、B、C均没有滑动，则下列说法正确的是：（  ）
A：圆台匀速旋转时A的向心加速度最大；
B：圆台匀速旋转时C物体的摩擦力最小；
C：若圆台转速逐渐增大时，C比B先滑动；
D：若圆台转速逐渐增大时，B比A先滑动；

如图所示，有一半径为r＝0.2 m的圆柱绕竖直轴OO′以ω＝9 rad/s的角速度匀速转动，今用力F将质量为1 kg的物体A压在圆柱侧面，使其以v₀＝2.4 m/s的速度匀速下降．若物体A与圆柱面的动摩擦因数μ＝0.25，求力F的大小．(已知物体A在水平方向受光滑挡板的作用，不能随轴一起转动)

如图所示，一轻质细绳的下端系一质量为m的小球，绳的上端固定于O点。现用手将小球拉至水平位置(绳处于水平拉直状态)，松手后小球由静止开始运动。在小球摆动过程中绳突然被拉断，绳断时与竖直方向的夹角为α。已知绳能承受的最大拉力为F，若想求出cosα值，你有可能不会求解，但是你可以通过一定的物理分析，对下列结果自的合理性做出判断。根据你的判断cosα值应为       （   ）

A．	B．
C．	D．

如图所示，将一根光滑的细金属棒折成V形，顶角为2，其对称轴竖直，在其中一边套上一个质量为m的小金属环P，
（1）若固定V形细金属棒，小金属环P从距离顶点O为x的A点处由静止自由滑下，则小金属环由静止下滑至顶点O点时需多少时间？
（2）若小金属环P随V形细金属棒绕其对称轴以每秒n转匀速转动时，则小金属环离对称轴的距离为多少？

如图所示，长为L的细绳上端系一质量不计的环，环套在光滑水平杆上，在细线的下端吊一个质量为m的铁球（可视作质点），球离地的高度h=L，当绳受到大小为3mg的拉力时就会断裂。现让环与球一起以的速度向右运动，在A处环被挡住而立即停止，A离右墙的水平距离也为L．不计空气阻力，已知当地的重力加速度为．

试求：
（1）在环被挡住而立即停止时绳对小球的拉力大小；
（2）在以后的运动过程中，球的第一次碰撞点离墙角B点的距离是多少？

如图4所示，一个半径为R质量为M的半圆形光滑小碗，在它的边上1/4圆弧处让一质量为m的小滑块自由滑下，碗下是一台秤，当滑块在运动时，台秤的最大读数是＿＿＿＿＿＿＿ 。

A、B两球质量分别为和，用一劲度系数为的弹簧相连，一长为的细线与相连，置于水平光滑桌面上，细线的另一端拴在数值轴上，如图所示。当与均以角速度绕做匀速圆周运动且稳定后，弹簧长度为。求：
（1）此时绳子的张力大小。
（2）将线突然烧断的瞬间，A球的加速度是多大？

(1)要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则该盒子做匀速圆周运动的周期为多少？
(2)若盒子以第（１）问中周期的做匀速圆周运动，则当盒子运动到图示球心与O点位于同一水平面位置时，小球对盒子的哪些面有作用力，作用力为多大？

如图所示，用一根长为l＝1m的细线，一端系一质量为m＝1kg的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ＝37°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为T。求（取g＝10m/s²，结果可用根式表示）：
（1）若要小球离开锥面，则小球的角速度ω₀至少为多大？
（2）若细线与竖直方向的夹角为60°，则小球的角速度ω＇为多大？
（3）细线的张力T与小球匀速转动的加速度ω有关，请在坐标纸上画出ω的取值范围在0到ω＇之间时的T—ω²的图象（要求标明关键点的坐标值）。

“神舟六号”载人飞船在发射初期，宇航员的血液处于超重状态，严重时会产生黑视，甚至危及生命。
（1）假设载人飞船起飞时视为匀加速直线运动，加速度大小为60m/s²，方向竖直向上，两名宇航员在飞船内是躺在水平躺椅上的，则他们对躺椅的压力约为其重力的多少倍？（g=10m/s²）
（2）为了宇航员适应上述情况，必须进行专门的训练。训练的装置是半径为20m的水平坐舱，在电力的驱动下坐舱在水平面内做匀速圆周运动，若让坐舱在运动中的加速度大小为80m/s²，则坐舱每分钟应转动多少圈？（π约取3）

在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球做匀速圆周运动，每到太阳活动期，由于受太阳的影响，地球大气层的厚度开始增加，从而使得部分垃圾进入大气层，开始做靠近地球的向心运动，产生这一结果的原因是    (  )

A．由于太空垃圾受到地球引力减小而导致的向心运动

B．由于太空垃圾受到地球引力增大而导致的向心运动

C．由于太空垃圾受到空气阻力而导致的向心运动

D．地球引力提供了太空垃圾做圆周运动所需的向心力，故产生向心运动的结果与空气阻力无关

中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南
长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张
先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在
自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成
三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通
部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警根据图
示作出以下判断，你认为正确的是           （   ）

A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车作离心运动

B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车作向心运动

C．公路在设计上可能内（东）高外（西）低

D．公路在设计上可能外（西）高内（东）低

如下图所示，在半径R＝20cm、质量M＝168kg的均匀铜球中，挖去一球形空穴，空穴的半径为要，并且跟铜球相切，在铜球外有一质量m＝1kg、体积可忽略不计的小球，这个小球位于连接铜球球心跟空穴中心的直线上，并且在空穴一边，两球心相距是d＝2m，试求它们之间的相互吸引力．